LAPORAN AKHIR PENELITIAN UNIVERSITAS PADJADJARAN 2006
Pelaksana : Ir. A b u n, MP. Dr. Ir. Tjitjah Aisjah, M.S. Deny Saefulhadjar, SPt., MSi
DIBIAYAI BANTUAN DANA UNIVERSITAS PADJADJARAN TAHUN 2006 DENGAN SURAT PERJANJIAN PELAKSANAAN PENELITIAN
NOMOR : 389.J2/J06.14/LP/PL/2006 TANGGAL 16 MEI 2006
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS PADJADJARAN
FAKULTAS PETERNAKAN
2006
PEMANFAATAN LIMBAH CAIR EKSTRAKSI KITIN DARI
KULIT UDANG PRODUK PROSES KIMIAWI DAN BIOLOGIS
SEBAGAI IMBUHAN PAKAN DAN IMPLIKASINYA
TERHADAP PERTUMBUHAN AYAM BROILER
LEMBAR IDENTITAS DAN PENGESAHAN
LAPORAN AKHIR HASIL PENELITIAN BANTUAN PENELITIAN UNIVERSITAS PADJADJARAN
A. Judul Penelitian : Pemanfaatan Limbah Cair Ekstraksi Kitin dari Kulit Udang Produk Proses Kimiawi dan
c. Pangkat/Golongan/NIP. : Penata Tk.I/III-d/132 145 763 d. Bidang Keahlian : Ilmu Ternak/Ilmu Nutrisi Ternak e. Fakultas : Peternakan Universitas Padjadjaran f. Bidang Ilmu yang Diteliti : Pertanian/Peternakan/Nutrisi Ternak
C. Tim Peneliti :
D. Pendanaan dan Jangka Waktu Penelitian : Jangka Waktu Penelitian
Biaya Total yang Diusulkan Biaya yang Disetujui
: Satu Tahun : Rp. 37 500 000,-
: Rp. 31 750 000,- (Tigapuluhsatu Juta Tujuhratus Limapuluh Ribu Rupiah,- )
NIP. 130 256 894
UTILIZATION OF LIQUID WASTE OF CHITIN EXTRACT FROM SKIN OF SHRIMP PRODUCTS OF CHEMICAL AND BIOLOGICAL PROCESSING AS FEED SUPLEMENT AND ITS IMPLICATION ON GROWTH OF BROILER *)
By :
A b u n, Tjitjah Aisjah, and Deny Saefulhadjar **) SUMMARY
The ration is main factor on growth, inside breeding and poultry management. The optimization of broiler performance can be realized if will have gave ration with suitable of quality and quantity. Suitability of nutrient required in ration can be conducted with adding of feed supplement to increasing quality and efficiency of ration. Once of these were usage liquid waste of chitin extract from shrimp waste with chemical and biological processed through deproteination and demineralization processed.
Process of deproteination and demineralization can be acted as chemical and biological. As chemical at deproteination stage used of NaOH, and used of H2SO4 at demineralization stage. The other, as biological on deproteination used of Bacillus licheniformis bacteria, and on demineralization used of Aspergillus niger. These Liquid product of chitin extract was used as feed supplement on ration of broiler.
The research was conducted on Laboratory of Poultry Nutrition, Non Ruminant, and Feed Industry, Faculty of Animal Husbandry, Padjadjaran University, Jatinangor-Sumedang for five month, since May until October 2006. The aim of research for getting optimization of condition of process (doze of chemical or microbial and time of processing) on the stage of deproteination and demineralization as chemical and biological on protein and mineral liquefy from chitin extract. The product of chitin extract used as feed supplement for getting optimize level in ration on digestibility value and performance at broiler.
The research conducted in three stages using experimental method at Laboratory. The first stage used Nested Design (3x3) consisted three replication. The second and third stage used Completely Randomized Design consisted eight treatments and four. Variables which examined in first stage were the contents of protein, calcium, and phosphor liquefy at liquid product of chitin extract; The second stage were digestibility of dry matter, protein, and organic matter; The third stage : consumption of ration, gain of body weight, and conversion of ration at broiler. The Results were analysed by variance and deference of chitin extract of waste shrimp as biological through deproteination processed with Bacillus licheniformis at doze 4% time 48 hour, and followed demineralization with Aspergillus niger at doze 2% time 48 hour result the best of protein and mineral liquefy. Liquid product of chitin extract as biological can be feed supplement, and were used about 3% in ration at broiler for result optimized digestibility value and performance.
Key words : Waste shrimp, chitin extract, Digestibility, performance, Broiler. *) Financed By to University of Padjadjaran
**) Staff Instructor Of Majors Science of Nutrition and Feed Livestock, Faculty Of Animal Husbandry, University of Padjadjaran.
PEMANFAATAN LIMBAH CAIR EKSTRAKSI KITIN DARI KULIT UDANG PRODUK PROSES KIMIAWI DAN BIOLOGIS SEBAGAI IMBUHAN PAKAN
DAN IMPLIKASINYA TERHADAP PERTUMBUHAN AYAM BROILER *) A b u n, Tjitjah Aisjah, dan Deny Saefulhadjar **)
RINGKASAN
Ransum merupakan faktor penentu terhadap pertumbuhan, disamping bibit dan tatalaksana pemeliharaan. Optimalitas performan ayam broiler dapat terealisasi bila diberi ransum bermutu yang memenuhi persyaratan tertentu dalam jumlah yang cukup. Pemenuhan kebutuhan zat makanan dalam ransum dapat dilakukan dengan menambahkan imbuhan pakan (feed suplement) guna meningkatkan kualitas dan efisiensi ransum. Salah satunya adalah pemanfaatan limbah cair ekstraksi kitin dari limbah udang yang diolah secara kimiawi dan biologis melalui tahapan deproteinasi-demineralisasi.
Proses deproteinasi dan demineralisasi dapat dilakukan secara kimiawi dan biologis. Cara kimiawi pada tahap deproteinasi menggunakan NaOH, dan pada tahap demineralisasi menggunakan H2SO4. Adapun cara biologis pada tahap deproteinasi menggunakan bakteri Bacillus licheniformis, dan pada tahap demineralisasi menggunakan kapang Aspergillus niger. Produk cair ekstraksi kitin tersebut digunakan sebagai imbuhan pakan pada ransum ayam broiler.
Penelitian telah dilakukan di Laboratorium Nutrisi Ternak Unggas, Non Ruminansia dan Industri Makanan Ternak, Fakultas Peternakan Universitas Padjadjaran, Jatinangor-Sumedang selama lima bulan, yaitu dari Bulan Mei sampai dengan Oktober 2006. Tujuan penelitian adalah untuk mendapatkan kondisi proses (dosis zat kimia atau mikroba dan lama proses pengolahan) yang optimal pada tahapan deproteinasi-deminerlisasi secara kimiawi dan biologis terhadap protein dan mineral terlarut dari ekstraksi kitin. Produk ekstraksi kitin dijadikan imbuhan pakan untuk mendapatkan tingkat penggunaan yang optimal dalam ransum terhadap nilai kecernaan dan performan ayam broiler. Percobaan dilakukan dalam tiga tahap dengan menggunakan metode eksperimental di laboratorium. Tahap pertama, menggunakan rancangan tersarang (3X3) yang diulang 3 kali. Tahap kedua dan ketiga, menggunakan rancangan acak lengkap, terdiri atas 8 perlakuan dan diulang 4 kali. Peubah yang diamati pada tahap pertama: kandungan protein, kalsium dan fosfor terlarut produk cair ekstraksi kitin; tahap kedua: kecernaan bahan kering, protein dan bahan organik ransum; tahap ketiga: konsumsi ransum, pertambahan berat badan dan konversi ransum ayam broiler. Hasil yang diperoleh dianalisis dengan sidik ragam dan perbedaan antar perlakuan diuji dengan uji jarak berganda Duncan. Kesimpulan hasil penelitian: Ekstaksi kitin limbah udang secara biologis melalui proses deproteinasi oleh Bacillus licheniformis pada dosis 4% selama 48 jam, dan dilanjutkan dengan demineralisasi oleh Aspergillus niger pada dosis 2% selama 48 jam menghasilkan protein dan mineral terlarut terbaik. Produk cair ekstraksi kitin secara biologis dapat dijadikan imbuhan pakan, dan digunakan sebesar 3% dalam ransum ayam broiler untuk menghasilkan nilai kecernaan dan performan yang optimal.
)
Dibiayai oleh Bantuan Dana Universitas Padjadjaran, No : 389.J2/J06.14/LP/PL/2006 **)
Staf Pengajar Jurusan Ilmu Nutrisi dan Makanan Ternak, Fakultas Peternakan, Unpad. KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke Hadirat Allah Swt, karena atas Rahmat-Nya,
laporan hasil penelitian ini dapat diselesaikan. Judul laporan penelitian ini adalah
“Pemanfaatan Limbah Cair Ekstraksi Kitin dari Kulit Udang Produk Proses Kimiawi dan
Biologis sebagai Imbuhan Pakan dan Implikasinya terhadap Pertumbuhan Ayam Broiler”.
Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada:
1. Bapak Rektor Universitas Padjadjaran dan Bapak Ketua Lembaga Penelitian
Universitas Padjadjaran, yang atas perkenannya penelitian ini dapat berlangsung melalui
pembiayaan dana bantuan dana Universitas Padjadjaran, tahun anggaran 2006.
2. Bapak Dekan Fakultas Peternakan Universitas Padjadjaran, yang telah memberikan
kepercayaan untuk melakukan penelitian ini.
3. Kepala Laboratorium Nutrisi Ternak Unggas Non Ruminansia dan Industri Makanan
Ternak, Jurusan Nutrisi dan Makanan Ternak, Fakultas Peternakan Universitas
Padjadjaran, yang telah memberikan izin penggunaan laboratorium.
4. Semua pihak yang telah membantu terlaksananya penelitian ini.
Akhirnya penulis berharap laporan hasil penelitian ini bermanfaat bagi berbagai
pihak yang memerlukannya.
Jatinangor, 26 November 2006
DAFTAR ISI
BAB Halaman
LEMBAR IDENTITAS DAN PENGESAHAN ……….... ii
3.8. Lignin sebagai Indikator pada Pengukuran Nilai Kecernaan.... 21
3.9. Kerangka Pemikiran... 22
IV. METODE PENELITIAN ………. 26
4.1. Ruang Lingkup Percobaan …………...……….. 26
4.2. Percobaan Tahap Pertama (Ekstraksi Kitin)…... 26
4.2.1. Bahan dan Alat Percobaan... 26
4.2.2. Pelaksanaan Penelitian... 27
4.2.3. Rancangan Percobaan... 30
4.3. Percobaan Tahap Kedua (Penentuan Nilai Kecernaan)…...…… 32
4.3.1. Alat dan bahan Percobaan... 32
4.3.2. Prosedur Percobaan... 35
4.3.3. Peubah yang Diamati... 36
4.3.4. Perhitungan Kecernaan Zat makanan... 36
4.3.5. Rancangan Percobaan... 37
4.4. Percobaan Tahap Ketiga (Percobaan Ransum/Feeding Rial) 38 4.4.1. Alat dan bahan Percobaan... 38
4.4.2. Metode Penelitian... 39
4.4.3. Peubah yang Diamati... 40
V. HASIL DAN PEMBAHASAN ……… 5.1. Pengaruh Perlakuan terhadap Kandungan Protein dan Mineral Terlarut...………... 41 5.1.1. Pengaruh Perlakuan terhadap Kandungan Protein dan Mineral Terlarut Produk Proses Kimiawi... 41 5.1.2. Pengaruh Perlakuan terhadap Kandungan Protein dan Mineral Terlarut Produk Proses Biologis... 46 5.2. Pengaruh Perlakuan terhadap Kecernaan……... 50
5.3. Pengaruh Perlakuan terhadap Performan Ayam Broiler....……. 54
VI. KESIMPULAN DAN SARAN ………. 59
6.1. Kesimpulan ……….. 59
6.2. Saran ………. 60
DAFTAR PUSTAKA ……… 61
DAFTAR TABEL
No. Halaman
1. Persentase Kandungan Kitin dalam Cangkang Krustacea…………. 9
2. Komposisi Kulit dan Kepala Udang Berdasarkan Proses
6. Kandungan Zat-zat Makanan dan Energi Metabolis Ransum Standar, Ransum Kontrol dan Ransum Percobaan pada Masing-masing Perlakuan ... Protein, Kalsium dan Fosfor Terlarut Produk Proses Kimiawi ...
43
9. Uji Jarak Berganda Duncan Pengaruh Waktu dalam Dosis terhadap Kandungan Protein, Kalsium dan Fosfor Terlarut Produk Proses Kimiawi...
44
10. Rataan Kandungan Protein, Kalsium dan Fosfor Terlarut Produk Proses Biologis pada Masing-masing Perlakuan...…….
46
11. Uji Jarak Berganda Duncan Pengaruh Dosis terhadap Kandungan Protein, Kalsium dan Fosfor Terlarut Produk Proses Biologis...
47
12. Uji Jarak Berganda Duncan Pengaruh Waktu dalam Dosis terhadap Kandungan Protein, Kalsium dan Fosfor Terlarut Produk Proses Biologis...
49
13. Rataan Nilai Kecernaan Bahan Kering, Protein Kasar dan Bahan Organik Ransum pada Masing-masing Perlakuan...
51
14. Rataan Konsumsi Ransum, Pertambahan Berat Badan dan Konversi Ransum pada Masing-masing Perlakuan...
DAFTAR GAMBAR
No. Halaman
1. Struktur Kimia Kitin, Kitosan dan Selulosa... 11
DAFTAR LAMPIRAN
No. Halaman
1. Proses Ekstraksi Kitin Limbah Udang Secara Kimiawi melalui Tahap Deproteinasi-Demineralisasi Menggunakan Larutan NaCl dan H2SO4 terhadap Protein dan Mineral Terlarut...
64
2. Analisis Statistik Pengaruh Perlakuan terhadap Protein Terlarut Produk Kimiawi ...
65
3. Analisis Statistik Pengaruh Perlakuan terhadap Kalsium Terlarut Produk Kimiawi...
68
4. Analisis Statistik Pengaruh Perlakuan terhadap Fosfor Terlarut Produk Kimiawi...
70
5. Proses Ekstraksi Kitin Limbah Udang Secara Biologis Melalui Tahap Deproteinasi-Demineralisasi menggunakan Bacillus licheniformis dan Aspergillus niger terhadap Protein dan Mineral Terlarut...
72
6. Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan terhadap Kandungan Protein Terlarut Produk Biologis...
73
7. Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan terhadap Kandungan Kalsium Terlarut Produk Biologis...
75
8. Analisis Sidik Ragam Pengaruh Perlakuan terhadap Kandungan Fosfor Terlarut Produk Biologis...
77
9. Analisis Statistik Pengaruh Perlakuan terhadap Kecernaan Bahan Kering...
79
10 Analisis Statistik Pengaruh Perlakuan terhadap Kecernaan Protein kasar...
80
11 Analisis Statistik Pengaruh Perlakuan terhadap Kecernaan Bahan Organik...
81
12. Analisis Statistik Pengaruh Perlakuan terhadap Konsumsi Ransum... 82
13. Analisis Statistik Pengaruh Perlakuan terhadap Pertambahan Berat Badan...
83
I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Penggunaan bahan pakan berkualitas untuk penyusunan ransum unggas merupakan
persyaratan mutlak yang harus dipenuhi. Ransum adalah faktor penentu terhadap
pertumbuhan, disamping bibit dan tatalaksana pemeliharaan. Optimalitas performan
ternak unggas hanya dapat terealisasi apabila diberi ransum bermutu yang memenuhi
persyaratan tertentu dalam jumlah yang cukup. Pemenuhan kebutuhan zat-zat
makanan dalam penyusunan ransum dapat dilakukan dengan menggunakan imbuhan
pakan produk kimiawi ataupun produk bioproses dengan teknologi fermentasi.
Dengan demikian, diperlukan satu upaya mencari alternatif sumber bahan atau
imbuhan pakan yang murah, mudah didapat, kualitasnya baik, serta tidak bersaing
dengan kebutuhan manusia. Salah satunya adalah limbah dari pengolahan udang beku
berupa kepala ataupun kulitnya .
Indonesia merupakan salah satu negara produsen udang yang cukup besar di
kawasan Asia. Produksi udang Indonesia pada tahun 2004 sekitar 242.560 ton dari luasan
tambak udang 380.000 hektar. Produksi udang tersebut sebagian besar diekspor dengan
total nilai mencapai US$ 840,4 juta (Anonim, 2004). Udang yang diekspor sebagian besar
dalam bentuk beku tanpa kepala (headless) dan kulit (peeled). Limbah dari pengolahan
udang beku diperkirakan sekitar 60 – 70% dari berat udang (Krissetiana, 2004).
Limbah udang mengandung protein sekitar 25 – 40%, kalsium karbonat 45 – 50%
merupakan pro-vitamin A untuk pembentukan warna kuning kemerahan. Kandungan
protein dan mineral yang cukup tinggi menggambarkan potensi limbah udang dapat
dijadikan pakan/imbuhan pakan untuk ternak unggas. Namun kendalanya adalah adanya
kitin yang menyebabkan protein dan mineral (dalam bentuk kalsium karbonat) terikat
sehingga sulit dicerna oleh enzim pencernaan unggas, khususnya ayam broiler.
Struktur kitin pada limbah udang sama dengan selulosa, dengan ikatan yang terjadi
antara monomernya terangkai dengan glukosida pada posisi β (1-4). Perbedaan dengan
selulosa adalah gugus hidroksil yang terikat pada atom karbon nomor dua, digantikan oleh
gugus asetamina (-NHCOCH3) pada kitin sehingga kitin menjadi sebuah polimer berunit
N-Asetil glukosamin. Kitin merupakan makromolekul berbentuk padatan amorf, dan dapat
terurai melalui proses kimiawi (asam kuat dan basa kuat) ataupun biologis
(bio-degradable) terutama oleh mikroba penghasil enzim lisozim dan kitinase (Stephen, 1995).
Limbah udang merupakan bahan yang mudah busuk. Proses degradasi oleh
mikroba pembusuk dan enzim berjalan dengan cepat dan menyebabkan menurunnya mutu
komponen yang terdapat dalam limbah tersebut sehingga bila komponen-komponen
tersebut dipisahkan dapat menghasilkan produk yang bermutu rendah. Oleh karena itu,
perlu diupayakan pengolahan limbah udang dengan tujuan untuk memperoleh produk yang
berkualitas.
Proses pengolahan limbah udang (ekstraksi kitin dari limbah udang) dapat
dilakukan secara kimia melalui tahapan deproteinasi dengan menggunakan basa kuat dan
demineralisasi dengan menggunakan asam kuat. Ekstraksi kitin dari limbah udang dapat
pula dilakukan secara biologis, yaitu melalui proses fermentasi dengan menggunakan
Pengolahan secara kimiawi dapat dilakukan dalam waktu yang singkat dan
sederhana. Namun pengolahan tersebut memiliki beberapa kelemahan yaitu menimbulkan
kerusakan lingkungan akibat limbah kimia yang dihasilkan, terjadi korosif yang sangat
tinggi dan terjadinya depolimerisasi akibat pemotongan struktur molekul yang berlebihan
oleh senyawa kimia yang digunakan pada protein, mineral dan vitamin. Adapun
pengolahan secara biologis memerlukan waktu yang cukup lama dan keahlian khusus,
namun memiliki beberapa keuntungan yaitu menghasilkan produk dengan kandungan zat
makanan yang lebih baik serta ramah lingkungan.
Beberapa penelitian yang telah dilakukan dalam tahapan ekstraksi kitin secara
kimiawi dari limbah udang antara lain deproteinasi dengan menggunakan basa kuat (Cira
dkk., 2000), kemudian dilakukan demineralisasi dengan menggunakan asam kuat (Bisping
dkk., 2005). Tahapan ekstraksi kitin secara biologis antara lain deproteinasi menggunakan
isolat bakteri Bacillus licheniformis F11 (Bisping dkk., 2005); kemudian dilakukan
demineralisasi melalui fermentasi asam laktat oleh bakteri Lactobacillus spp. Strain B2
(Cira dkk., 2000). Demineralisasi dapat pula dilakukan dengan menggunakan kapang
Aspergillus niger yang memiliki kemampuan membuat suasana asam dalam proses
fermentasinya. Namun sejauh ini, limbah cair hasil ekstraksi kitin dari limbah udang
belum diteliti dan dimanfaatkan untuk pakan. Percobaan yang dirancang dalam penelitian
ini dimaksudkan untuk memanfaatkan limbah cair dari proses ekstraksi kitin yang
selanjutnya dijadikan imbuhan pakan pada ransum ayam broiler guna meningkatkan
kualitas dan nilai manfaat serta efisiensi ransum.
Beberapa faktor yang berpengaruh terhadap kualitas produk limbah cair dari
ekstraksi kitin adalah cara tahapan prosesnya yaitu tahapan deproteinasi kemudian
proses antara lain: konsentrasi zat kimia/mikroba, lama proses pengolahan, suhu dan pH.
Zat kimia yang digunakan pada tahapan deproteinasi adalah NaOH, dan pada tahapan
demineralisasi adalah H2SO4. Mikroba yang digunakan pada tahapan deproteinasi adalah
bakteri B. Licheniformis, dan pada tahapan demineralisasi menggunakan kapang
Aspergillus niger.
Produk limbah cair dari ekstraksi kitin pada pengolahan limbah udang secara
kimiawi dan biologis dapat terlihat nilai manfaatnya bila dibuat imbuhan pakan dan
dilakukan pengujian secara biologis pada ayam broiler, karena ayam broiler memiliki sifat
tumbuh yang cepat serta responsif terhadap perlakuan ransum. Oleh karena itu, untuk
melihat kualitas dan nilai manfaat produk imbuhan pakan tersebut diukur melalui nilai
kecernaan, dan untuk melihat efisiensinya ditambahkan pada ransum ayam broiler melalui
pengukuran terhadap performan (konsumsi ransum, pertambahan berat badan dan konversi
ransum).
Berdasarkan uraian di atas, penulis tertarik mengadakan penelitian dengan judul
“Pemanfaatan Limbah Cair Ekstraksi Kitin dari Kulit Udang Produk Proses Kimiawi dan
Biologis sebagai Imbuhan Pakan dan Implikasinya terhadap Pertumbuhan Ayam Broiler”.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka masalah yang dapat diidentifikasikan
adalah sebagai berikut:
1. Berapa besar pengaruh kondisi proses (dosis zat kimia atau mikroba dan lama proses
pengolahan) pada setiap tahapan deproteinasi-deminerlisasi terhadap nilai gizi produk
2. Berapa besar nilai kecernaan (bahan kering, protein kasar dan bahan organik) ransum
yang mengandung produk limbah cair ekstraksi kitin dari limbah udang (imbuhan
pakan) pada ransum ayam broiler.
3. Berapa besar respon ayam broiler yang diberi produk limbah cair ekstraksi kitin dari
limbah udang (imbuhan pakan) terhadap performan (konsumsi ransum, pertambahan
berat badan dan konversi ransum).
1..3. Metode Penelitian
Percobaan dilakukan dalam tiga tahap dengan menggunakan metode eksperimental di
laboratorium. Percobaan tahap pertama, menggunakan rancangan tersarang (3X3)
yang diulang sebanyak 3 kali. Percobaan tahap kedua dan ketiga, menggunakan
rancangan acak lengkap, terdiri atas 8 perlakuan dan diulang 4 kali. Peubah yang
diamati pada tahap pertama yaitu: kandungan protein, kalsium dan fosfor terlarut
produk limbah cair ekstraksi kitin dari limbah udang; tahap kedua yaitu: kecernaan
bahan kering, protein kasar dan bahan organik produk terpilih dari pengolahan limbah
udang; tahap ketiga yaitu: konsumsi ransum, pertambahan berat badan dan konversi
ransum ayam broiler. Hasil yang diperoleh dianalisis dengan sidik ragam (Uji F) dan
perbedaan antar rataan perlakuan diuji dengan uji jarak berganda Duncan.
1.4. Lokasi dan Lama Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Nutrisi Ternak Unggas, Non Ruminansia dan
Padjadjaran, Jatinangor-Sumedang. Percobaan dilaksanakan selama lima bulan, yaitu
II
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
2.1. Tujuan Penelitian
1. Mengetahui pengaruh kondisi proses (dosis zat kimia atau mikroba dan lama proses
pengolahan) pada setiap tahapan deproteinasi-deminerlisasi terhadap nilai gizi produk
limbah cair ekstraksi kitin dari limbah udang (protein dan mineral terlarut).
2. Mengetahui kualitas produk limbah cair ekstraksi kitin dari limbah udang sebagai
imbuhan pakan (feed suplement) dalam ransum ayam broiler melalui pengukuran nilai
kecernaannya.
3. Mengetahui dan mendapatkan tingkat penggunaan produk imbuhan pakan (feed
suplement) yang optimal terhadap performan ayam broiler (konsumsi ransum,
pertambahan berat badan dan konversi ransum).
2.2. Manfaat Penelitian
1. Meningkatkan nilai tambah limbah udang melalui proses ekstraksi kitin (secara
kimiawi dan biologis), terutama pemanfaatan produk cairnya untuk dijadikan imbuhan
pakan.
2. Kajian atau sentuhan teknologi agar limbah perikanan dapat dimanfaatkan sebagai
pakan/imbuhan pakan.
3. Meletakkan landasan ilmiah dalam pengolahan limbah udang secara kimiawi dan
biologis serta pemanfaatan produk cairannya sebagai imbuhan pakan untuk
4. Meletakkan landasan ilmiah pemanfaatan mikroba dan zat kimia dalam pengolahan
limbah udang untuk mendapatkan optimalisasi produk yang bisa digunakan sebagai
imbuhan pakan pada ransum ayam broiler.
5. Mendukung kebijakan pemerintah dalam upaya menyediakan pakan yang berkualitas
dan efisien, serta optimalisasi produk yang berwawasan lingkungan (ramah
III
TINJAUAN PUSTAKA DAN KERANGKA PEMIKIRAN
3.1. Limbah Udang
Limbah udang yang terdiri atas kulit dan kepala merupakan limbah industri dari
pabrik pembekuan udang, limbah ini dapat mencapai 60 -70 % dari berat utuh. Kulit dan
kepala udang mengandung kitin yang cukup besar dibandingkan dengan cangkang atau
kulit krustacea lainnya. Persentase perbandingan kitin dalam kulit krustacea sebagaimana
terlihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Persentase Kandungan Kitin dalam Cangkang Krustacea.
Jenis krustacea Kitin
mineral yang cukup tinggi, serta mengandung lemak dan pigmen yang terikat dengan kitin
(Angka dan Suhartono, 2000). Protein dan kalsium karbonat (mineral) pada kulit dan
kepala udang dapat didegradasi dengan pemberian garam dan basa, dan tersisa kitin yang
mikroba. Kandungan protein, kalsium karbonat dan kitin pada kulit dan kepala udang
ditampilkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Komposisi Kulit dan Kepala Udang Berdasarkan Proses Pengupasan
Komposisi (% berat kering) Sumber
Protein Khitin Kalsium karbonat
Pengupasan tangan 27,2 57,4 15,3
Pengupasan mekanis 22,0 42,3 35,7
Sumber: Angka dan Suhartono (2000).
Pemanfaatan limbah cair hasil ekstraksi kitin dari limbah udang (cangkang, kerapas,
dan kepala) merupakan alternatif penanganan dampak lingkungan, dan kemudian dapat
dijadikan sebagai imbuhan pakan untuk ransum unggas, khususnya ayam broiler. Hal ini
dikarenakan limbah udang akhir-akhir ini dijadikan sebagai bahan baku pada pembuatan
kitin dan kitosan (sebagai bahan pengawet), dan dapat diproduksi secara komersial (Knorr,
1984).
3.2. Kitin
Kitin merupakan senyawa biopolimer berantai panjang dan tidak bercabang. Tiap
rantai polimer pada umumnya terdiri dari 2000 hingga 5000 unit monomer
N-asetil-D-Glukosamin (2-acetamido-2-deoksi-D-Glukosa) yang terpaut melalui ikatan β (1-4)
glukosa. Unit monomer kitin mempunyai rumus molekul C8H12NO5 dengan kadar C, H, N
dan O berturut-turut 47%, 6%, 7% dan 40% (Bastaman, 1989).
Struktur kitin dan kitosan sama dengan selulosa, dengan ikatan yang terjadi antara
monomernya terangkai dengan glukosida pada posisi β (1-4). Perbedaan dengan selulosa
asetamina (-NHCOCH3) pada kitin sehingga kitin menjadi sebuah polimer berunit N-Asetil
glukosamin sedangkan pada kitosan digantikan oleh gugus amin (NH2). Struktur kimia
kitin, kitosaan dan selulosa dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Struktur Kimia Kitin, Kitosan dan Sellulosa (Muzzarelli dan Joles, 1999).
Kitin dapat dibedakan berdasarkan susunan rantai N-Asetil-Glukosamin yaitu α, β, γ,
derajat deasetilasi, adanya ikatan silang seperti dengan protein dan glukan. Kitin dalam
tubuh organisme terdapat dalam tiga bentuk kristal dan dibedakan atas susunan rantai
molekul yang membangun kristalnya, yaitu α-kitin (rantai antipararel), β-kitin (rantai
α-kitin β-kitin γ-kitin
Gambar 2. Bentuk α-khitin, β-hkitin,dan γ-khitin (Angka dan Suhartono, 2000).
Menurut Stephen (1995), kitin merupakan makromolekul berbentuk padatan amorf
atau kristal dengan panas spesifik 0,373 kal/g/oC, berwarna putih, dan dapat terurai secara
kimia dan hayati (biodegradable), terutama oleh bakteri penghasil enzim lisozim dan
kitinase. Kitin bersifat tidak larut dalam air, asam anorganik encer, asam organik, alkali
pekat dan pelarut organik tetapi larut dalam asam pekat seperti asam sulfat, asam nitrit,
asam fosfat dan asam formiat anhidrous. Menurut Austin (1981), kitin yang larut dalam
asam pekat dapat terdegradasi menjadi monomernya dan memutuskan gugus asetil.
3.3. Ekstraksi Kitin
Ekstraksi kitin dilakukan melalui dua tahapan proses yaitu degradasi protein
(deproteinasi) dan degradasi kalsium karbonat (demineralisasi) dari limbah udang
(Muzzarelli, 2000). Kedua proses tersebut dapat dilakukan secara kimia ataupun biologis
(Lee and Tan, 2002).
Ekstraksi kitin secara kimiawi dilakukan melalui proses deproteinasi dengan
menggunakan basa kuat, dan proses demineralisasi dengan menggunakan senyawa asam,
baik asam kuat atau asam lemah (Bastaman, 1989). Ekstraksi kitin secara biologis
ditambahkan langsung atau enzim yang dihasilkan oleh mikroba selama proses kultivasi,
dan proses demineralisasi dengan fermentasi asam (Lee and Tan, 2002).
3.4. Deproteinasi secara Kimiawi (Basa Kuat) dan Biologis (Bacillus licheniformis) Limbah udang mengandung protein yang terikat pada kitin. Untuk mendegradasi
protein dari ikatan kitin, dapat dilakukan melalui proses deproteinasi. Protein yang
terdapat pada limbah udang dapat berikatan secara fisik dan kovalen. Protein yang terikat
secara fisik dalam limbah udang dapat didegradasi dengan perlakuan fisik seperti
pengecilan ukuran dan pencucian dengan air. Adapun protein yang terikat secara kovalen
dapat didegradasi dengan perlakuan kimia yaitu pelarutan dalam larutan basa kuat atau
dengan perlakuan biologis. (Austin, 1988 dan Lee and Tan, 2002).
Deproteinasi secara biologis dilakukan dengan menggunakan enzim protease. Enzim
protease adalah enzim yang mampu menghidrolisis ikatan peptida dalam protein. Enzim
protease dapat diperoleh dari metabolit sekunder mikroba hasil kultivasi bakteri B.
licheniformis (Bisping dkk., 2005).
B. licheniformis merupakan bakteri gram positif, berbentuk batang dengan panjang
antara 1,5 µm sampai 3 µm dan lebar antara 0,6 µm sampai 0,8 µm. Spora dari bakteri ini
berbentuk batang silindris atau elips dan terdapat pada sentral atau para-sentral. Suhu
maksimum pertumbuhannya adalah 50 – 55 0C dan suhu minimumnya 15 0C (Mao dkk.,
1992).
B. licheniformis merupakan species bakteri yang mampu menghasilkan protease
dalam jumlah yang relatif tinggi. Jenis protease yang dihasilkan oleh bakteri ini adalah
aktifnya. Enzim ini bekerja sebagai endopeptida (memutuskan ikatan peptida yang berada
dalam rantai protein sehingga dihasilkan peptida dan polipeptida) (Rao dkk., 1998).
3.5. Demineralisasi secara Kimiawi (Asam Kuat) dan Biologis (Aspergillus niger) Kulit udang mengandung mineral 30 – 50 % (berat kering), komposisi yang utama
adalah kalsium karbonat dan kalsium fosfat, mineral tersebut dipisahkan terlebih dahulu
sebelum ekstraksi kitin dilakukan. Komponen mineral dapat dilarutkan dengan
penambahan asam encer seperti asam klorida, asam sulfat atau asam laktat (Bastaman,
1989).
Menurut Lee and Tan (2002), proses demineralisasi dapat dilakukan secara biologis
yaitu melarutkan mineral yang terdapat dalam limbah udang dengan proses fermentasi
asam. Asam yang dihasilkan dalam proses fermentasi akan bereaksi dengan kalsium
karbonat sehingga terbentuk kalsium laktat. Salah satunya adalah dengan menggunakan
kapang Aspergillus niger.
Aspergillus niger mempunyai ciri-ciri yang khas yaitu berupa benang tunggal
disebut hipa, atau berupa kumpulan benang-benang padat menjadi satu yang disebut
miselium, tidak mempunyai klorofil dan hidup heterotrop. Bersifat aerobik dan
berkembang biak secara vegetatif dan generatif melalui pembelahan sel dan spora-spora
yang dibentuk di dalam askus atau kotak spora (Raper dan Fennel, 1977). Kapang ini
tumbuh baik pada suhu 32 – 33 0C. Kisaran pH yang dibutuhkan 2,8 sampai 8,8 dengan
kelembaban 80 – 90%. Aspergillus niger penanganannya mudah dan banyak digunakan
secara hidrolisis dalam produksi asam sitrat, asam glukanat dan beberapa enzim seperti
Aspergillus niger merupakan spesies dari Aspergillus yang tidak menghasilkan
mycotoxin, sehingga tidak membahayakan ( i h, 1970). Aspergillus niger juga dapat
menekan terbentuknya racun aflatoksin yang dihasilkan oleh Aspergillus parasiticus
(Banwart, 1989). Selanjutnya dilaporkan pula bahwa kapang tersebut menghasilkan
beberapa enzim, seperti -amilase, selulase, glukoamilase, katalase, pektinase, lipase, dan
-galaktosidase.
Selulase merupakan nama umum untuk semua enzim yang dapat memutuskan
ikatan glikosidik -1,4 dalam selulosa, selodekstrin, selobiosa dan turunan selulosa
lainnya. Selulase tersebut berfungsi sebagai katalisator hidrolisa enzimatis selulosa
menjadi glukosa, suatu senyawa dasar yang mempunyai nilai manfaat yang besar baik
sebagai bahan dasar energi maupun sebagai bahan dasar pangan, seperti gula, sirup, single
cell protein, etanol dan asam-asam organik (Ali dan Sastramihardja, 1983).
Selulosa merupakan polimer linier unit-unit D-glukosa yang bergabung dengan
ikatan konfigurasi -1,4 glikosida, hanya dapat i hidrolisis oleh enzim selulase. Salah
satu molekul selulosa merupakan rangkaian pita panjang yang diikat oleh ikatan hidrogen
yang kuat secara inter atau intra molekuler sehingga membentuk daerah-daerah kristalin
dan amorf. Selulosa terdiri atas 15-14.000 unit molekul glukosa (Coughlan, 1989).
Selulase menurut Klyosov yang disitir oleh Ramadhanil (1994), merupakan enzim
kompleks yang bersifat ekstraseluler dan terdiri atas tiga komponen, yaitu:
1. Komponen C1 (ikatan -1,4-glukan selobiohidrolase)
Enzim ini aktif menghidrolisa selulosa alami seperti pada kapas dan i hidro selulosa.
Enzim ini dapat merombak selulosa terlarut seperti CMC (Carboxy Methyl Cellulose)
yang merupakan derivat selolosa. Komponen Cx dibagi lagi atas:
a. Endo -1,4-glukanase
Enzim ini menyerang ikatan glikosida -1,4 secara acak pada selulosa amorf dan
CMC.
b. Ekso -1,4-glukanase
Enzim ini berperan dalam memecah selulosa dari ujung rantai non pereduksi dan
menghasilkan unit selobiosa.
3. Komponen -1,4-glukosidase (selobiose)
Enzim ini mampu menghidrolisis selobiosa menjadi dua unit molekul glukosa.
Semua enzim di atas bersifat hidrolitik dan bekerja secara berturut-turut atau
bersamaan (Coughlan, 1989). Selobiohidrolase adalah enzim yang mempunyai afinitas
terhadap selulosa tingkat tinggi yang mampu memecah selulosa kristal, sedangkan
endoglukonase bekerja pada selulosa amorf (Coughlan, 1989). Selobiohidrolase memecah
selulosa melalui pemutusan ikatan hidrogen yang menyebabkan rantai-rantai glukosa
mudah untuk di hidrolisis lebih lanjut. Hidrolisa selanjutnya diperoleh selobiosa dan
akhirnya glukosa yang dilakukan oleh enzim -glukanase dan -glukosidase.
Menurut Norris dan Richmonds (1981) dalam Ramadhanil (1994), enzim yang
dihasilkan mikroorganisme mempunyai kelebihan untuk dikembangkan, karena:
Mikroorganisme tumbuh sangat cepat dan mudah dikembangkan sehingga dapat digunakan
dalam skala industri.
Substrat tumbuh mikroorganisme relatif tidak mahal, umumnya terdiri atas limbah industri
Enzim yang dihasilkan mikroorganisme dapat diproduksi dalam jumlah yang tidak
terbatas.
3.6. Deskripsi Ayam Broiler dan Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhannya
Ayam broiler merupakan salah satu jenis unggas penghasil daging yang unggul.
Pertumbuhannya sangat cepat sejak usia satu minggu hingga lima minggu. Pada saat
berusia tiga minggu tubuhnya sudah gempal dan padat, ayam broiler yang berumur enam
minggu sudah sama besarnya dengan ayam kampung dewasa, dan bila dipelihara hingga
berusia 8 minggu bobotnya dapat mencapai 2 kg (Rasyaf, 1995). Menurut North dan Bell
(1990), broiler biasanya dipasarkan dengan berat hidup antara 4 - 4,5 pound atau pada saat
umur 6 - 8 minggu. Tetapi di Indonesia ayam broiler umumya dipasarkan pada umur 5 - 6
minggu pada bobot hidup antara 1,3 - 1,6 kg (Rasyaf, 1995).
Secara fisik ayam broiler biasanya mempunyai warna dominan putih, telah diseleksi
untuk pertumbuhannya yang cepat, mempunyai karasteristik daging yang baik seperti
bagian dada yang lebar, bentuk badan yang dalam, hasil daging yang banyak (Ensminger,
1992). Dalam kaitan ini efisiensi pertumbuhan biasanya diukur dari berat badan dewasa,
konversi ransum dan umur yang dicapai pada berat yang diinginkan (North dan Bell, 1990;
Ensminger, 1992).
Produktivitas ayam broiler dipengarui oleh beberapa faktor antara lain genetik, iklim,
nutrisi dan faktor penyakit (Suherland, 1967). Keunggulan ayam broiler akan terbentuk
bila didukung oleh lingkungan, karena sifat genetis saja tidak menjamin keunggulan
tersebut dapat timbul. Ayam broiler akan nyaman hidup dan berproduksi pada suhu
memungkinkan ayam mengurangi konsumsi ransum dan lebih banyak minum. Dengan
demikian, faktor ransum menyangkut kualitas dan kuantitasnya sangat menentukan
terhadap produktivitas ternak. Pertumbuhan yang cepat tidak akan timbul bila tidak
didukung dengan ransum yang mengandung nutrisi yang lengkap dan seimbang (asam
amino, asam lemak, mineral dan vitamin) sesuai dengan kebutuhan ayam. Bila faktor
suhu dan ransum sudah teratasi maka faktor manajemen perlu diperhatikan pula. Ayam
broiler perlu dipelihara dengan teknologi yang dianjurkan oleh pembibit untuk
mendapatkan hasil sesuai yang diharapkan.
3.7. Organ dan Sistem Pencernaan Broiler
Tractus digestivus atau saluran alimenter dari semua hewan dapat dianggap sebagai
tabung yang mulai dari mulut sampai anus dan fungsinya dalam pencernaan adalah
mencerna dan mengabsorbsi makanan dan mengeluarkan sisa makanan sebagai tinja. Pada
umumnya, bagian-bagian penting dari alat pencernaan adalah mulut, parinks, esophagus,
lambung, usus halus dan usus besar. Makanan akan dicerna bergerak melalui mulut
sepanjang saluran pencernaan oleh gelombang peristaltik yang disebabkan karena adanya
kontraksi otot sirkuler di sekeliling saluran. Gelombang peristaltik menggerakkan
bagian makanan sepanjang saluran pencernaan dan menyebabkan bercampurnya
bagian-bagian tercerna bersentuhan dengan dinding saluran pencernaan dan bagian-bagian tersebut
terabsorpsi melalui selaput lendir usus masuk ke dalam tubuh. Usus halus merupakan alat
absorpsi yang utama pada ayam broiler, pertama-tama karena mempunyai villi, suatu
bangunan seperti jari yang hanya dapat dilihat dengan mikroskop, karena bentuknya
mempunyai daerah absorpsi yang luas. Tiap bentuk villi mengandung sebuah anteriole,
merupakan bagian dari sistem peredaran darah, yang langsung berhubungan menuju vena
porta, sedangkan lakteal-lakteal akan menuju duktus limpatikus torasikus. Broiler juga
mempunyai beberapa sekresi yang dimasukkan ke dalam saluran pencernaan dan banyak
sekresi-sekresi tersebut mengandung enzim-enzim yang menunjang hidrolisis sebagai
zat-zat makanan organik.
Pencernaan pada broiler umumnya mengikuti pola pencernaan pada ternak non
ruminansia, tetapi terdapat beberapa perbedaan. Unggas tidak mempunyai gigi tetapi
mempunyai paruh untuk melumatkan makanannya. Biasanya, unggas menimbun makanan
yang dimakan dalam tembolok, suatu vertikulum (pelebaran) esophagus yang tak terdapat
pada non ruminasia lain. Tembolok berfungsi sebagai penyimpanan makanan dan
mungkin terdapat adanya aktivitas jasad renik yang ada di dalamnya, dan menghasilkan
asam-asam organik. Osephagus, seperti halnya ternak non ruminasia lain, berakhir pada
lambung yang mempunyai banyak kelenjar dan di dalamnya terjadi reaksi-reaksi
enzimatik. Namun makanan yang berasal dari lambung masuk ke dalam empela, yang
tidak terdapat pada hewan non ruminansia lain. Empela mempunyai otot-otot kuat yang
dapat berkontraksi secara teratur untuk menghancurkan makanan sampai menjadi bentuk
pasta yang dapat masuk ke dalam usus halus. Biasanya empela mengandung grit (batu
kecil dan pasir) yang membantu pelumatan biji-biji yang masih utuh. Setelah makanan
masuk ke dalam usus halus, pencernaan seterusnya sama dengan pada hewan non
ruminansia.
Usus besar unggas sangat pendek jika dibandingkan dengan pada hewan non
ruminansia lain, terutama dibanding dengan babi, manusia dan rodensia. Bila kenyataan
aktivitas jasad renik dalam usus besar unggas tetapi sangat rendah jika dibanding dengan
non ruminansia lain.
3.8. Lignin sebagai Indikator pada Pengukuran Nilai Kecernaan
Lignin sangat tahan terhadap setiap degradasi kimia, termasuk degradasi enzimatik.
Kandungan lignin tanaman bertambah dengan bertambahnya umur tanaman, sehingga
terdapat daya cerna yang semakin rendah dengan bertambahnya proses lignifikasi.
Misalnya, hay dan jerami tua mengandung kadar lignin tinggi dibandingkan dengan
tanaman muda.
Pada tanaman muda, lapisan matriks ini terdiri dari selulosa dan hemiselulosa, tetapi
pada tanaman tua matriks dilapisi kemudian dengan lignin dan senyawa polisakarida lain.
Lignin bukan suatu karbohidrat tetapi karena zat ini berhubungan erat dengan
bagian-bagian serat kasar dalam satu analisis proksimat, maka dibicarakan bersama-sama dengan
karbohidrat.
Teknik analisis untuk menghitung jumlah lignin secara alami empiris berbeda nyata
dengan penilaian kandungan lignin tanaman. Metode analisis juga menghasilkan
perbandingan daya cerna lignin yang semu diantara pakan dan bagian dari saluran
pencernaan. Lignin digunakan sebagai indikator hanya bila ada bukti bahwa pemulihannya
kembali dalam feses adalah tinggi.
Telah lama diketahui bahwa koefsien cerna tidak dapat dihitung dari total koleksi
feses ternak yang merumput/digembalakan atau ternak yang dibatasi jika indikator yang
tepat akan diidentifikasi. Kriteria dari indikator yang ideal adalah : 1) harus tidak dapat
atau bergabung dengan materi yang akan ditandai dan 4) metode estimasi dalam sampel
digesta harus spesifik dan sensitif (Maynard dkk., 1979).
Indikator internal adalah yang paling akurat dan tepat khususnya untuk ternak yang
merumput. Lignin biasanya dipandang sebagai bahan yang tidak dapat dicerna, karena
kelihatannya tidak diketahui mikroorganisme anaerobik atau enzim mamalia untuk
pemecahan lignin (Van Soest, 1982). Rumus perhitungan koefisien cerna (kecernaan)
dengan menggunakan metode Schneider dan Flatt (1973) dan Ranjhan (1980) adalah
sebagai berikut:
% indikator dlm ransum % nutrien dlm feses Koefisien cerna = 100 - 100 X
% indikator dlm feses % nutrien dlm ransum
3.9. Kerangka Pemikiran
Udang windu (Penaeus monodon) merupakan jenis hewan air dari kelas crustacea
(binatang berkulit keras), phyllum arthropoda (binatang berkaki ruas), bercangkang dan
berenang dengan kelima pasang kaki. Seluruh tubuh udang windu terdiri dari ruas-ruas
(segmen) yang terbungkus oleh kerangka luar (exoskeleton) yang terbuat dari bahan
semacam zat tanduk (khitin) yang diperkeras oleh bahan kapur (kalsium karbonat), kecuali
pada bagian sambungan ruas tubuh yang berdekatan sehingga udang ini dapat bergerak
dengan leluasa dan lincah (Soetomo, 1990).
Meningkatnya produksi dan ekspor udang windu (Penaeus monodon),
menyebabkan jumlah limbah semakin meningkat karena umumnya udang windu dijual
tidak digunakan mencapai 30-70% dari berat udang, limbah ini umumnya berupa kepala
udang, kulit dan sejumlah kecil daging (Ilyas dan Suparno, 1985).
Limbah udang sering kali menimbulkan masalah lingkungan karena mudah busuk
dan sangat berbau. Hal ini terutama karena limbah udang banyak mengandung senyawa
organik, terutama protein sebesar 23-27% dan kepala udang merupakan tempat
berkumpulnya enzim-enzim pemecah bahan organik serta bakteri pembusuk. Demikian
pula kandungan senyawa-senyawa lain seperti kalsium karbonat sebesar 15-35% dan khitin
sebesar 42-57% (Putro, 1982). Protein pada limbah udang diikat oleh kitin dengan ikatan
kovalen yang membentuk senyawa kompleks dan stabil. Upaya untuk meningkatkan nilai
manfaat dari limbah udang, maka dilakukan suatu proses pengolahan secara kimiawi dan
biologis melalui tahapan deproteinasi dan demineralisasi.
Deproteinasi secara kimiawi bertujuan untuk mendegradasi protein dari ikatan kitin
pada kulit udang dengan NaOH sebagai larutan pengekstrak. Penelitian sebelumnya, Hong
(1989), melakukan proses deproteinasi menggunakan larutan NaOH 3,5% selama 3 jam
pada suhu 65 0C. Kondisi ini menghasilkan nilai kandungan nitrogen sebesar 6,86%.
Peneliti lain, Suryani (2005), melakukan proses deproteinasi dengan menggunakan larutan
NaOH 3,5% selama 2 jam.
Demineralisasi secara kimiawi, telah dilakukan oleh Hong (1989) dengan
menggunakan larutan HCl 1 N selama 3 jam pada suhu kamar, menunjukkan keefektifan
dalam menurunkan kadar abu. Selanjutnya Suryani (2005) melakukan proses
demineralisasi dengan menggunakan larutan HCl 1,25 N selama 1 jam. Pada penelitian
ini, proses demineralisasi menggunakan larutan H2SO4 sebagai larutan pengekstrak
asam amino esensial yaitu metionin, sistein dan sistin (Svehla, 1990) yang sangat
dibutuhkan oleh ternak unggas.
Deproteinasi dapat pula dilakukan secara biologis dengan menggunakan enzim
protease. Enzim protease dapat diperoleh dari metabolit sekunder mikroba hasil kultivasi
bakteri Bacillus licheniformis (Bisping dkk., 2005). Penggunaan bakteri Bacillus
licheniformis mengakibatkan protein yang terdapat pada limbah udang terlepas dari ikatan
kitin (Williams dan Shih, 1989). Penggunaan dosis Bacillus licheniformis pada proses
fermentasi bulu ayam sebanyak 4 % selama 5 hari pada suhu 50 0C, menghasilkkan
kandungan protein terlarut paling tinggi (Marlina, 1999).
Setelah proses deproteinasi dilanjutkan dengan proses demineralisasi dengan
kapang Aspergillus niger, bertujuan untuk melepaskan mineral dari ikatan kitin pada
limbah udang. Kapang Aspergillus niger mempunyai kemampuan untuk menciptakan
suasana asam, dimana kondisi tersebut dapat mendukung terjadinya proses demineralisasi.
Keadaan asam dapat menyebabkan kalsium karbonat dan kalsium fosfat terlepas dari
ikatan kitin. Penggunaan dosis Aspergillus niger pada fermentasi umbi garut sebanyak 2
% selama 72 jam menghasilkan konposisi gizi terbaik (Abun, 2004). Adapun penggunaan
Aspergillus niger pada fermentasi dedak padi dengan dosis 1,4 % selama 3 hari
menghasilkan kandungan kalsium dan fosfor yang tertinggi (Dwiana dkk., 2001).
Beberapa faktor yang berpengaruh terhadap kualitas produk pengolahan limbah
udang melalui proses deproteinasi dan demineralisasi adalah tahapan proses, kondisi
proses dari setiap tahapan yang meliputi lama waktu proses pengolahan, suhu, konsentrasi
Potensi nilai gizi produk ekstraksi kitin dari limbah udang dapat ditentukan dengan
jalan analisis kimia yang disebut analisis proksimat. Nilai sebenarnya ditunjukkan dari
bagian yang hilang setelah bahan makanan dicerna, diserap dan dimetabolis (Schneider dan
Flatt, 1973 dan Tillman dkk., 1991). Makin banyak zat makanan yang dapat diserap oleh
tubuh ternak unggas, maka nilai kecernaan produk pengolahan makin tinggi. Hal ini
merupakan suatu indikator tingginya kualitas dari produk pengolahan. Penggunaan
produk ekstraksi kitin dari limbah udang (secara kimiawi atau biologis) pada ransum ayam
broiler diharapkan dapat meningkatkan nilai kecernaan, yang pada gilirannya dapat
meningkatkan performan yang lebih baik.
Selama ini bahan pakan yang biasa digunakan sebagai sumber protein hewani
dalam susunan ransum unggas adalah tepung ikan. Kendala yang dihadapi adalah nilai
input tepung ikan relatif tinggi karena produksi dalam negeri belum mampu memenuhi
kebutuhan sehingga sebagian besar masih diimpor. Selain itu, tidak sedikit diperoleh dari
pengalaman di lapangan adanya pemalsuan pada tepung ikan sehingga kualitas ransum
menjadi rendah. Oleh karenanya, produk ekstraksi kitin dari limbah udang merupakan
salah satu alternatif imbuhan pakan yang dapat ditambahkan pada ransum ayam broiler
IV
METODE PENELITIAN
4.1. Ruang Lingkup Percobaan
Percobaan dibagi kedalam tiga tahap, yaitu:
a. Tahap pertama : Penentuan kandungan zat-zat makanan (protein dan mineral terlarut)
limbah cair hasil ekstraksi kitin dari limbah udang secara kimiawi dan
biologis.
b. Tahap kedua : Penentuan nilai kecernaan (bahan kering, protein kasar dan bahan organik) ransum yang mengandung produk limbah cair hasil ekstraksi kitin (imbuhan pakan) pada ayam broiler.
c. Tahap ketiga : Penentuan tingkat penggunaan produk imbuhan pakan dalam ransum ayam broiler.
4.2. Percobaan Tahap Pertama (Ekstraksi Kitin)
Percobaan tahap pertama yaitu untuk mendapatkan optimasi proses ekstraksi kitin
dari limbah udang secara kimiawi dan biologis melalui proses deproteinasi –
demineralisasi, dan penetapan kondisi proses pada setiap tahapan (dosis zat kimia atau
mikroba dan lama proses pengolahan).
4.2.1. Bahan dan Alat Percobaan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini antara lain : NaOH, H2SO4, Isolat B.
licheniformis dan Aspegillus niger yang diperoleh dari Laboratorium Mikroboilogi
Institut Teknologi Bandung. Adapun bahan baku utama adalah limbah udang windu
Wirontono Baru, Jakarta Utara. Bahan-bahan lain yang digunakan antara lain aquadest,
glukosa, yeast ekstrak, NaCl, NaOH, buffer pH 4, 7 dan 10, bovin serum albumin, dan
de Man Rogosa Sharpe (MRS) Broth.
Alat yang digunakan yaitu: stoples stenless, inkubator (autoshaker bath, termostat,
heater, motor penggerak), autoclave, gelas piala, pembakar bunsen, cawan petri, cawan
porselin, sentrifuse, corong, pH meter, spektrofotometer, tabung reaksi, , serta mesin
giling.
4.2.2. Pelaksanaan Penelitian a. Deproteinasi
Tahapan ini bertujuan untuk melarutkan protein semaksimal mungkin dari limbah
udang windu. Variabel yang dioptimasi adalah dosis dan lama proses ekstraksi kitin
dari limbah udang. Kondisi proses yang lain seperti suhu, sumber nutrisi untuk
mikroba dan pH mengacu kepada metode Bisping dkk. (2005).
Prosedur percobaan tahap deproteinasi sebagai berikut : 1. Proses Kimiawi
Limbah udang windu dicuci kemudian ditambahkan larutan potassium hidroksida
(NaOH) sebanyak 3%, 4% dan 5%, selanjutnya direbus selama 1 jam, 2 jam dan 3
jam pada suhu 65 0C. Selama proses dilakukan pengadukan, selanjutnya dilakukan
proses demineralisasi.
2. Proses Biologis
Pertama, menyiapkan inokulum dengan cara mengambil biakan murni bakteri B.
broth steril dan ditetapkan pada pH 7 dengan menggunakan HCl 1N. Larutan broth
yang telah dimasukkan bakteri tersebut kemudian diinkubasi dalam inkubator selama
48 jam pada suhu 50 0C.
Kedua, menyiapkan media fermentasi yang terdiri dari 0,5 % (b/v) ekstrak yeast, 0,5
% (b/v) KH2PO4, 0,1 % (b/v) CaCl2, 0,5 %(b/v) NaCl dan 0,05% (b/v) MgSO4.
Setelah itu memasukkan inokulum bakteri B. licheniformis pada media limbah udang
windu dengan ukuran 0,5 -1 cm. Kemudian pH media fermentasi tersebut diatur
pada pH 8.
Ketiga, melakukan fermentasi pada inkubator. Percobaan optimasi dilakukan dengan
dosis inokulum B. licheniformis sebanyak 3%, 4% dan 5%, dan lama prosesnya 24
jam, 48 jam dan 72 jam, yang dilakukan pada suhu 50 0C. Selama proses dilakukan
pengadukan, selanjutnya dilakukan proses demineralisasi.
b. Demineralisasi
Tahapan ini bertujuan untuk mendapatkan mineral terlarut sebanyak mungkin dari
limbah udang yang sebelumnya telah dideproteinasi. Variabel yang dioptimasi
adalah dosis dan lama proses ekstraksi kitin dari limbah udang. Kondisi proses yang
lain seperti suhu, sumber nutrisi untuk mikroba dan pH mengacu kepada metode
Herwanto (2005).
Prosedur percobaan tahap demineralisasi sebagai berikut : 1. Proses Kimiawi
Produk deproteinasi, ditambahkan larutan asam sulfat (H2SO4) sebanyak 1%, 2% dan
3%, selanjutnya direbus selama 1 jam, 2 jam dan 3 jam pada suhu 45 0C. Selama
padatan dan cairannya dengan cara penyaringan. Produk cair (limbah cair) diukur
kandungan protein dan mineral terlarutnya (kalsium dan fosfor). Selanjutnya
dilakukan kristalisasi terhadap produk cair melalui proses gelatinisasi dengan
menambahkan tepung tapioka sebanyak 40%, kemudian dipanaskan pada suhu 65 0C
selama 1 jam, diendapkan dan padatannya dikeringkan untuk dijadikan imbuhan
pakan.
2. Proses Biologis
Pertama, menyiapkan inokulum dengan mengambil biakan murni kapang
Aspergillus niger , kemudian dibiakan dalam Erlenmeyer 125 ml yang berisi 50 ml
Luria broth steril dan ditetapkan pada pH 7 dengan menggunakan HCl 1N. Larutan
broth yang telah dimasukkan kapang tersebut kemudian diinkubasi dalam inkubator
selama 48 jam pada suhu 35 0C.
Kedua, menyiapkan media fermentasi yang terdiri dari 0,5 % (b/v) ekstrak yeast,
0,5% (b/v) NH4NO3; 0,05% (b/v) KCl; 0,05% (b/v) MgSO4.7H2O; 0,01% (b/v)
FeSO4.7H2O dan 0,001% (b/v) CuSO4.5H2O. Setelah itu memasukkan inokulum
Aspergillus niger pada media limbah udang windu dengan ukuran 0,5 -1 cm.
Ketiga, melakukan fermentasi pada inkubator terhadap produk yang telah
dideproteinasi. Percobaan optimasi dilakukan pada dosis inokulum Aspergillus
niger sebanyak 1%, 2% dan 3%, dan lama prosesnya 24 jam, 48 jam dan 72 jam,
pada suhu 35 0C . Selama proses dilakukan pengadukan, selanjutnya dilakukan
pemisahan antara produk padatan dan cairannya dengan cara penyaringan.
Selanjutnya ditentukan titik optimum yaitu kombinasi variabel yang menghasilkan
kandungan protein dan mineral terlarut yang optimal. Pengukuran kandungan protein
selanjutnya dilakukan kristalisasi melalui proses gelatinisasi dengan menambahkan
tepung tapioka sebanyak 40%, kemudian dipanaskan pada suhu 65 0C selama 1 jam,
diendapkan dan padatannya dikeringkan untuk dijadikan imbuhan pakan.
4.2.3. Rancangan Percobaan
Percobaan tahap pertama dilakukan secara eksperimental di laboratorium dengan
menggunakan rancangan Tersarang (Adji, 2000) sebanyak (3X3) perlakuan dan
masing-masing diulang sebanyak 3 kali. Perlakuan terdiri dari faktor A, yaitu dosis zat kimia
atau mikroba (D1, D2 dan D3), dan faktor B, yaitu waktu proses kimiawi atau biologis
(W1, W2 dan W3). Faktor B (waktu) tersarang pada faktor A (dosis). Peubah yang
diamati adalah kandungan protein dan mineral (kalsium dan fosfor) terlarut produk cair
ekstraksi kitin dari limbah udang windu. Adapun model matematikanya adalah sebagai
berikut :
Yijk = µ + Ai + Bj(i) + € ij (k)
Keterangan :
Yijk = respon hasil pengamatan pada satuan percobaan ke-k akibat dosis ke-i dalam waktu ke-j
µ = Nilai tengah umum
Ai = Pengaruh dosis (D) taraf ke-i dari faktor A
Bj(i) = Pengaruh waktu (W) ke-j yang tersarang pada faktor A (dosis) ke-i €ij (k) = Pengaruh komponen galat dari satuan percobaan ke-k yang
memperoleh perlakuan kombinasi (AB) ij i = perlakuan ke-i ( 1,2,3)
j = Perlakuan ke-j (1,2,3) k = ulangan (1,2,3)
Tabe3. Kombinasi Perlakuan
Dosis D1 D2 D3
Waktu W1 W2 W3 W1 W2 W3 W1 W2 W3
1 D1W3 D2W3 D3W3
Data yang diperoleh dari hasil pengamatan dianalisis sidik ragam, dan perbedaan antar
perlakuan dilanjutkan dengan uji jarak berganda Duncan (Steel dan Torries, 1995).
4.3. Percobaan Tahap Kedua (Penentuan Nilai Kecernaan)
Hasil percobaan terpilih pada tahap pertama, selanjutnya dijadikan imbuhan pakan.
Imbuhan pakan ditambahkan ke dalam ransum, dan diukur nilai kecernaannya untuk
menentukan kualitas produk imbuhan pakan (proses kimiawi dan biologis) pada ayam
broiler.
4.3.1. Alat dan Bahan Percobaan Ternak Percobaan
Ternak yang digunakan dalam percobaan ini adalah ayam broiler final stock strain Cobb.
Jumlah ayam yang digunakan sebanyak 32 ekor yang berumur 7 minggu dengan berat
badan rata-rata 1.850 gram dan koefisien variasinya sebesar 3,90 %. Ayam
dikelompokan ke dalam 32 kandang individu secara acak tanpa pemisahan jenis kelamin,
Kandang dan Perlengkapannya
Kandang yang digunakan adalah kandang individu yang berukuran 35 x 20 x 35 cm
dan setiap petak kandang dilengkapi dengan tempat pakan dan air minum. Pada bagian
alas kandang dipasang baki plastik untuk memudahkan penampungan ekskreta.
Ransum Perlakuan
1. R0 = Ransum kontrol, ransum yang tidak mengandung produk imbuhan pakan dengan kandungan protein 20% dan energi 3000 kkal/kg.
2. R1 = 99% R0 + 1% produk imbuhan pakan proses kimiawi.
3. R2 = 98% R0 + 2% produk imbuhan pakan proses kimiawi.
4. R3 = 97% R0 + 3% produk imbuhan pakan proses kimiawi.
5. R4 = 99% R0 + 1% produk imbuhan pakan proses biologis.
6. R5 = 98% R0 + 2% produk imbuhan pakan proses biologis.
7. R6 = 97% R0 + 3% produk imbuhan pakan proses biologis.
8. RS = Ransum standar, ransum yang tidak mengandung produk imbuhan pakan dengan kandungan protein 22% dan energi 3000 kkal/kg.
Bahan pakan penyusun ransum terdiri atas: jagung kuning, dedak halus, bungkil kedele,
bungkil kelapa, tepung ikan, decalsium phosphat, CaCO3, minyak kelapa, premix,
imbuhan pakan proses kimiawi dan imbuhan pakan proses biologis. Kandungan zat-zat
Tabel 4. Kandungan Zat-zat Makanan dan Energi Metabolis Bahan Pakan Penyusun Ransum.
B. Pakan PK LK SK Ca P EM Lys Met Sis
……...….. (%) …...……… (kkal/kg) ………..(%)…...…
Jagung 8,60 3,90 2,00 0,02 0,10 3370 0,20 0,18 0,18
Dedak 12,00 13,00 12,00 0,12 0,20 1630 0,77 0,29 0,40
B. kedele 45,00 0,90 6,00 0,32 0,29 2240 2,90 0,65 0,67
B. kelapa 21,00 1,80 15,00 0,20 0,20 1540 0,64 0,29 0,30
T. ikan 60,00 9,00 1,00 5,50 2,80 3080 5,00 1,80 0,94
DCP 0,00 0,00 0,00 22,00 19,00 0 0,00 0,00 0,00
CaCO3 0,00 0,00 0,00 38,00 0,00 0 0,00 0,00 0,00
M. kelapa 0,00 100 0,00 0,00 0,00 8600 0,00 0,00 0,00
Premix 0,00 0,00 0,00 10,00 5,00 0 0,30 0,30 0,10
I.P.Kimiawi 1) 21,82 6,44 2,98 5,50 1,03 3231 1,93 0,78 0,32
I.P.Biologis 1) 33,08 6,08 2,67 6,79 1,37 3294 2,02 0,82 0,33
Sumber: Scott (1982) 1)
Laboratorium Nutrisi Ternak Ruminansia dan Kimia Makanan Ternak, Fapet, Unpad (2006).
Ransum kontrol dan ransum standar disusun berdasarkan rekomendasi NRC (1984).
Kandungan protein dan energi untuk ransum kontrol adalah 20% dan 3000 kkal/kg, dan
ransum standar adalah 22% dan 3000 kkal/kg. Adapun ransum perlakuan adalah
penambahan imbuhan pakan produk proses kimiawi dan biologis masing-masing sebesar
1%, 2% dan 3%. Susunan ransum standar, ransum kontrol dan ransum perlakuan disajikan
pada Tabel 5, serta kandungan zat-zat makanan dan energi metabolisnya ditampilkan pada
Tabel 5. Susunan Ransum Standar, Ransum Kontrol dan Ransum Percobaan pada
Tabel 6. Kandungan Zat-zat Makanan dan Energi Metabolis Ransum Standar, Ransum Kontrol dan Ransum Percobaan pada Masing-masing Perlakuan.
4.3.2. Prosedur Percobaan
Ayam broiler umur 7 minggu dengan berat badan rata-rata 1.850 gram,
ditempatkan ke dalam kandang individu, kemudian dipuasakan selama 36 jam dengan
maksud untuk menghilangkan sisa ransum sebelumnya dari alat pencernaan. Pemberian
ransum secara force-feeding, dilakukan dalam bentuk pasta yang dimasukkan ke dalam
oesophagus ayam sebanyak 150 gram per ekor. Air minum diberikan secara adlibitum.
Untuk mendapatkan sampel feses mengikuti metode Sklan dan Hurwitz (1980) yang
disitir oleh Wiradisastra dkk. (1986). Percobaan ini menggunakan indikator internal
(lignin).
Setelah ayam dipuasakan, dengan alat suntik (spuit yang dimodifikasi) ransum
perlakuan dimasukkan ke dalam oesophagus sebanyak 150 gram per ekor. Setelah 14
jam, ayam disembelih dan usus besarnya dikeluarkan untuk mendapatkan sampel feses.
Sampel feses kemudian dikeringkan dan seterusnya dianalisis kandungan bahan kering,
bahan organik dan protein kasar, sedangkan indikatornya (lignin ransum dan feses)
dianalisis dengan metode Van Soest (1979).
4.3.3. Peubah yang Diamati
a. Kandungan bahan kering ransum (%)
b. Kandungan protein kasar ransum (%)
c. Kandungan bahan organik ransum (%)
d. Kandungan lignin ransum (%)
e. Kandungan bahan kering feses (%)
f. Kandungan protein kasar feses (%)
h. Kandungan lignin feses (%)
4.3.4. Perhitungan Kecernaan Zat-zat Makanan
Berdasarkan data yang terkumpul dari tahap-tahap di atas dilakukan perhitungan
bahan kering ransum dapat dicerna, protein kasar ransum dapat dicerna dan bahan
organik ransum dapat dicerna yang diperoleh dengan menggunakan persamaan dari
Schneider dan Flatt (1973) dan Ranjhan (1980), yaitu sebagai berikut:
% indikator dlm ransum % nutrien dlm feses Kecernaan = 100% - 100 X
% indikator dlm feses % nutrien dlm ransum
4.3.5. Rancangan Percobaan
Penelitian dilakukan secara eksperimental di laboratorium, menggunakan
Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 8 macam perlakuan ransum dan
masing-masing diulang sebanyak 4 kali. Model matematika yang digunakan adalah sebagai
berikut:
Yij = + ij + ij
Keterangan:
Yij = Respon hasil pengamatan
= Rataan umum
ij = Pengaruh perlakuan ke-i
ij = Pengaruh pengacakan i = (1,2,3,4,5,6,7,8)
j = (1,2,3,4)
Perbedaan antar rataan perlakuan, dilakukan uji lanjut dengan menggunakan Uji
Sx = KTg
r
LSR = SSR X Sx
Keterangan:
Sx = Standard error
KTg = Kuadrat tengah galat
LSR = Least significant range
SSR = Studentized significant range
Kaidah keputusan:
Bila d LSR, tidak berbeda nyata (terima H0)
> LSR, berbeda nyata (tolak H0)
4.4. Percobaan Tahap Ketiga (Percobaan Ransum/Feeding Trial)
Percobaan tahap ketiga adalah untuk mendapatkan tingkat penggunaan produk
imbuhan pakan (proses kimiawi dan biologis) yang optimal dalam ransum ayam
broiler. Produk imbuhan pakan ditambahkan ke dalam ransum kontrol untuk melihat
efisiensinya melalui pengukuran terhadap performan (konsumsi ransum, pertambahan
berat badan dan konversi ransum).
4.4.1. Bahan dan Alat
a. Ayam. Ayam yang digunakan adalah ayam broiler umur 1 hari (DOC) strain Cobb
b. Kandang dan perlengkapannya. Petak kandang yang digunakan berukuran 0,80 m X
0,70 m X 0,75 m, untuk setiap 5 ekor ayam, berjumlah sebanyak 32 unit.
c. Ransum. Ransum yang dibuat terdiri atas ransum kontrol (protein 20% dan energi
metabolis 3000 kkal/kg) dan ransum dengan penambahan produk imbuhan pakan
proses kimiawi dan biologis, serta ransum standar (protein 22% dan energi metabolis
3000 kkal/kg). Susunan ransum perlakuan terdiri atas:
1. R0 = Ransum kontrol, yaitu ransum yang tidak mengandung produk imbuhan pakan dengan kandungan protein 20% dan energi 3000 kkal/kg.
2. R1 = 99% R0 + 1% produk imbuhan pakan proses kimiawi.
3. R2 = 98% R0 + 2% produk imbuhan pakan proses kimiawi.
4. R3 = 97% R0 + 3% produk imbuhan pakan proses kimiawi.
5. R4 = 99% R0 + 1% produk imbuhan pakan proses biologis.
6. R5 = 98% R0 + 2% produk imbuhan pakan proses biologis.
7. R6 = 97% R0 + 3% produk imbuhan pakan proses biologis.
8. RS = Ransum standar, yaitu ransum yang tidak mengandung produk imbuhan pakan dengan kandungan protein 22% dan energi 3000 kkal/kg.
Bahan pakan penyusun ransum terdiri atas: jagung kuning, dedak halus, bungkil
kedele, bungkil kelapa, tepung ikan, decalsium phosphat, CaCO3, minyak kelapa,
premix, imbuhan pakan proses kimiawi dan imbuhan pakan proses biologis.
Kandungan zat-zat makanan dan energi metabolis bahan pakan penyusun ransum
dapat dilihat pada Tabel 4.
Ransum kontrol dan ransum standar disusun berdasarkan rekomendasi NRC (1984).
Kandungan protein dan energi untuk ransum kontrol adalah 20% dan 3000 kkal/kg,
dan ransum standar adalah 22% dan 3000 kkal/kg. Adapun ransum perlakuan adalah
penambahan imbuhan pakan produk proses kimiawi dan biologis masing-masing
perlakuan dapat dilihat pada Tabel 5, serta kandungan zat-zat makanan dan energi
metabolisnya dapat dilihat pada Tabel 6.
4.4.2. Metode Penelitian
Percobaan dilakukan secara eksperimental dengan menggunakan rancangan acak
lengkap (RAL) dengan 8 perlakuan ransum, dan masing-masing diulang 4 kali, dan
setiap unit percobaan terdiri atas 5 ekor ayam broiler. Data yang diperoleh dianalisis
dengan sidik ragam. Perbedaan antar rataan perlakuan diuji dengan Uji Jarak Berganda
Duncan.
4.4.3. Peubah yang Diamati a. Konsumsi ransum (g).
Konsumsi ransum adalah angka yang menunjukkan rata-rata jumlah ransum yang dapat dikonsumsi seekor ayam selama penelitian (35 hari).
b. Pertambahan berat badan (g).
Pertambahan bobot badan diperoleh dari selisih bobot badan akhir dikurangi bobot badan awal. Rumus yang digunakan oleh Brody, (1945) yang disitir Rusdi (1992)
